[發(fā)明專利]一種寬帶圓極化平板陣列天線

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910721808.1
• 申請日: 2019-08-06
• 公開（公告）號: CN110289501A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓國棟;高沖;段永強(qiáng);劉揚(yáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q21/06;H01Q1/36;H01Q1/50
• 代理公司: 河北東尚律師事務(wù)所 13124
• 代理人: 王文慶

本發(fā)明公開了一種寬帶圓極化平板陣列天線，屬于天線技術(shù)領(lǐng)域。其包括多個四單元旋轉(zhuǎn)饋電子陣列，該子陣列包括四個輻射單元和一個H面四端口波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，輻射單元包括六邊形的波導(dǎo)輻射腔和矩形饋電口，H面四端口波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)通過四個垂直饋電輸出口與四個矩形饋電口相連；每一子陣列中，后一輻射單元較前一輻射單元呈90°的正向旋轉(zhuǎn)，相鄰的兩個波導(dǎo)輻射腔邊邊并齊，且并齊邊的外端處設(shè)有開口腔。該天線結(jié)構(gòu)簡單，可進(jìn)行波導(dǎo)一體化加工，適用于電子信息領(lǐng)域圓極化天線中，特別適用于對高增益、低圓極化軸比和寬帶工作的場合中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種寬帶圓極化平板陣列天線。

背景技術(shù)

圓極化陣列天線是通信、測控等領(lǐng)域中常用的一種天線。目前，圓極化陣列天線主要有以下幾種形式：

1、圓極化微帶陣列天線。其通過設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)饋電的圓極化微帶貼片單元進(jìn)行組陣，這一類天線的結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，可用于對重量、體積等要求較為苛刻的平臺，但由于使用了印制板材料，導(dǎo)致其損耗相對較大，且耐功率比波導(dǎo)類天線還有一定的差距。

2、通過隔板移相器實(shí)現(xiàn)圓極化的波導(dǎo)陣列天線。這類天線可采用階梯狀的隔板，將圓形或者方形的波導(dǎo)口進(jìn)行等體積劃分，可形成左右旋兩種圓極化信號，在許多平臺上均有應(yīng)用。但這類天線在設(shè)計(jì)時相對復(fù)雜，需要不斷調(diào)節(jié)階梯臺階的多個參數(shù)進(jìn)行極化匹配，且結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜。

3、通過低損耗印制板微帶線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)饋電的圓極化波導(dǎo)陣列。這類天線的輻射口為圓形或者方形，在天線輻射口和低腔的中間通過設(shè)置弧形的饋電枝節(jié)或者通過兩路線極化進(jìn)行圓極化信號合成，具有良好的實(shí)用性。但這類天線采用印制板結(jié)構(gòu)，其耐功率和環(huán)境適用性需要特別設(shè)計(jì)，不利于惡劣環(huán)境下的天線使用。此外，如果采用雙線極化進(jìn)行圓極化調(diào)節(jié)，則受到相位誤差的影響也較大。

總之，現(xiàn)有技術(shù)中的各類圓極化陣列天線還存在各種問題，尚有改進(jìn)空間。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于避免上述背景技術(shù)中的不足之處而提供一種寬帶圓極化平板陣列天線，該天線易于實(shí)現(xiàn)，可進(jìn)行波導(dǎo)一體化加工，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為簡單，適用于對高增益、低圓極化軸比和寬帶工作有特殊要求的場合中。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種寬帶圓極化平板陣列天線，包括矩形布陣的多個四單元旋轉(zhuǎn)饋電子陣列；所述四單元旋轉(zhuǎn)饋電子陣列包括四個矩形排布的輻射單元和位于四個輻射單元下方的一個H面四端口波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，所述輻射單元包括六邊形的波導(dǎo)輻射腔和位于波導(dǎo)輻射腔底部中心處的矩形饋電口，H面四端口波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)通過四個垂直饋電輸出口與四個矩形饋電口相連；每一四單元旋轉(zhuǎn)饋電子陣列中，按順時針順序，后一輻射單元較前一輻射單元呈90°的正向旋轉(zhuǎn)，相鄰的兩個波導(dǎo)輻射腔邊邊并齊，且并齊邊的外端處設(shè)有夾在兩相鄰波導(dǎo)輻射腔側(cè)壁之間的開口腔，開口腔的頂面和外側(cè)面開放，開口腔的底面高于波導(dǎo)輻射腔的底面。

可選的，所述開口腔為三角形、方形或半圓形的豎向柱體。

可選的，所述H面四端口波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的每個垂直饋電輸出口在其與波導(dǎo)內(nèi)部平面的連接處均設(shè)置有斜度為30°～45°的斜坡壁，H面四端口波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的中心處為一波導(dǎo)腔；所述H面四端口波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的饋電輸入口由同軸饋電口進(jìn)行饋電，同軸饋電口通過探針深入到H面四端口波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的波導(dǎo)腔內(nèi)部，所述探針的四周設(shè)置同軸心的凸臺進(jìn)行匹配調(diào)節(jié)；H面四端口波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的波導(dǎo)腔的四壁處各設(shè)有一個矩形隔板，所述矩形隔板的位置用于實(shí)現(xiàn)四個輸出支路信號的相位差值，該相位差值與四個輻射單元的旋轉(zhuǎn)角度對應(yīng)。

可選的，所述多個四單元旋轉(zhuǎn)饋電子陣列的排列方式為周期、非周期、密集或者稀疏的形式，各H面四端口波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的同軸饋電口連接有源射頻模塊或者無源饋電網(wǎng)絡(luò)以進(jìn)行信號的合成或者分路。

本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有如下有益效果：